Os olhos não são apenas as janelas da alma, mas também a janela para detectar lesões cerebrais traumáticas. Pesquisadores da Universidade de Birmingham desenvolveram um dispositivo portátil não invasivo que direciona um laser seguro para o olho para detectar biomarcadores de danos ao tecido cerebral após uma concussão ou outra lesão cerebral traumática. O dispositivo pode ser utilizado no local no momento da lesão, garantindo o diagnóstico precoce, o que é fundamental para melhorar os resultados do tratamento.

Lesão cerebral traumática (TCE) pode ocorrer após um forte impacto, golpe ou sacudida na cabeça ou no corpo, causando danos que podem variar de leves a graves. Uma concussão é um tipo de lesão cerebral traumática comum em esportes de contato. Embora lesões cerebrais traumáticas possam se desenvolver imediatamente após o trauma inicial, muitas pessoas apresentam poucos sintomas clínicos nos estágios iniciais, dificultando o diagnóstico no momento da lesão. Ferramentas de diagnóstico, como ressonâncias magnéticas e tomografias computadorizadas, são caras e lentas de funcionar.

Pola Goldberg Oppenheimer, autora correspondente do estudo, disse: "O diagnóstico precoce de lesão cerebral traumática é crucial porque as decisões críticas sobre o tratamento devem ser tomadas na primeira 'hora de ouro' após a lesão. No entanto, os procedimentos diagnósticos atuais dependem de observações do pessoal da ambulância e de ressonância magnética ou tomografia computadorizada em hospitais, que podem estar distantes".

Acreditando que há uma necessidade urgente de desenvolver novas tecnologias para garantir o diagnóstico precoce de lesões cerebrais traumáticas, os investigadores desenvolveram um dispositivo portátil não invasivo que utiliza um laser seguro para os olhos para detectar rapidamente biomarcadores conhecidos de lesões cerebrais.

Na parte posterior do olho estão a retina e o nervo óptico. O nervo óptico é uma projeção do tecido cerebral e uma janela óptica clara para observar os processos bioquímicos do cérebro. O dispositivo desenvolvido pelos pesquisadores usa um laser de proteção ocular baseado em espectroscopia Raman (EyeD) para atingir biomarcadores específicos de proteínas e lipídios produzidos por danos localizados no tecido cerebral.

A espectroscopia Raman é uma técnica analítica altamente específica que pode identificar com precisão alterações em biomarcadores diagnósticos específicos de doenças, medindo as respostas sutis de moléculas à luz espalhada, fornecendo assim informações diagnósticas quantitativas em tempo real. Pesquisas anteriores mostraram que a tecnologia pode detectar com precisão alterações no tecido cerebral e ocular em animais com vários graus de danos cerebrais e capturar as alterações mais sutis.

EyeD usa uma câmera de smartphone e os pesquisadores a testaram em um “olho protético”. Um "olho protético" que se aproxima de um olho real é frequentemente usado no desenvolvimento e avaliação de imagens da retina para garantir sua capacidade de alinhar e focar a parte posterior do globo ocular. Eles então testaram-no em olhos de porco, e o dispositivo foi capaz de diferenciar claramente entre lesões cerebrais traumáticas e controles saudáveis. A integração do algoritmo de rede neural auto-otimizado Kohonen Index Network (SKiNET) no EyeD pode interpretar dados automaticamente sem suporte especializado, melhorando significativamente a velocidade e o custo do diagnóstico.

Diagrama do conceito EyeD (A) e dispositivo usando olhos protéticos (B). Protótipo de laboratório (C) e modelo do EyeD portátil (D) contendo uma proteção ocular descartável e software SKiNET para classificação e diagnóstico rápido e automatizado de dados Banbury et al./University of Birmingham

Os pesquisadores dizem que o uso de câmeras de smartphones melhorará a usabilidade do dispositivo. O sistema baseado em câmera do smartphone é fácil de usar, juntamente com suporte de diagnóstico de IA, produz uma saída quando recebe sinal suficiente. A experiência de usar smartphones para capturar imagens é onipresente, por isso a aceitação do usuário é alta.

Mais pesquisas determinarão até que ponto os paramédicos e os médicos confiam no dispositivo para orientar a sua tomada de decisões, mas os investigadores prevêem que o EyeD seja incorporado na prática atual.

"As leituras do EyeD farão parte de uma árvore de decisão protocolizada, por exemplo: EyeD normal + sem sintomas ou sinais de 'bandeira vermelha' classificariam o traumatismo cranioencefálico como um TCE leve e não exigiriam avaliação hospitalar; EyeD anormal exigiria avaliação adicional no departamento de emergência", disseram os pesquisadores.

O dispositivo de prova de conceito está pronto para avaliação adicional, incluindo estudos de viabilidade clínica e eficácia.

A pesquisa foi publicada na revista Science Advances.